PROCÉDÉ DE DÉTECTION DE FRAUDES DANS UN RÉSEAU DE FOURNITURE D'ÉLECTRICITÉ

Abstract

 L'invention concerne un procédé de détection de fraudes dans un réseau de fourniture d'électricité comprenant une pluralité de compteurs électriques reliés à un concentrateur de données par des câbles d'alimentation électrique. Le procédé comprend : obtenir (31) une mesure d'une énergie globale E_DC consommée dans le réseau de fourniture d'électricité sur une période prédéfinie ; effectuer une estimation (32) d'une énergie cumulée E_∑, l'énergie cumulée E_∑ résultant d'une somme d'une énergie intrinsèque globale

consommée sur la période prédéfinie par ladite pluralité de compteurs électriques, d'une énergie mesurée globale

correspondant à une somme d'énergies mesurées respectivement par les compteurs électriques pendant la période prédéfinie et d'une énergie perdue en ligne globale

représentative d'une énergie perdue dans lesdits câbles d'alimentation électrique pendant la période prédéfinie ; et, détecter (34) une fraude en fonction d'un résultat d'une comparaison de la mesure de l'énergie globale E_DC avec l'estimation de l'énergie cumulée E_∑.

Description

[0001] La présente invention concerne un procédé de détection de fraude dans un réseau de fourniture d'électricité comprenant une pluralité de compteurs électriques reliés à un concentrateur de données par des câbles d'alimentation électrique et un dispositif mettant en oeuvre le procédé.

[0002] Les communications par courants porteurs en ligne CPL (« PowerLine Communications (PLC) » en terminologie anglo-saxonne) se développent, notamment dans le cadre des réseaux d'alimentation électrique de type AMM (Gestion de mesure automatique, « Automated Meter Management » en terminologie anglo-saxonne). Des réseaux de communication sont ainsi implémentés au-dessus de réseaux d'alimentation électrique pour la collecte automatisée, auprès de compteurs électriques intelligents (« smart meters » en anglais), de données de relevés de consommation énergétique. Les communications par courants porteurs utilisent, par exemple, des protocoles de communication tels que le protocole G3-PLC (CPL de troisième génération: « Third Génération PLC » en terminologie anglo-saxonne. ITU-T G.9903) ou PRIME (Evolution des mesures intelligentes par courant porteur, « PoweRline Intelligent Metering Evolution » en terminologie anglo-saxonne).

[0003] De tels réseaux CPL peuvent avoir une forme d'arbre pour permettre d'étendre la portée des communications. C'est le cas par exemple dans les réseaux CPL utilisant le protocole PRIME ou le protocole G3-PLC. Les dispositifs de tels réseaux CPL sont généralement appelés noeuds. Un dispositif noeud, dit concentrateur de données, tient le rôle de racine du réseau CPL et gère le réseau CPL de manière à organiser le partage d'un même support de communication : émission de balises de synchronisation, gestion de topologie... Des dispositifs noeuds, généralement des compteurs électriques intelligents, servent alors de relais pour le compte d'autres dispositifs noeuds du réseau CPL, i.e. d'autres compteurs électriques intelligents, lorsque ces derniers n'arrivent pas à recevoir directement des informations du concentrateur de données, et à transmettre directement des informations au concentrateur de données. On dit alors que le réseau de communication est hiérarchisé.

[0004] Plusieurs relais peuvent ainsi être nécessaires pour permettre à un dispositif noeud de communiquer avec le concentrateur de données. Un premier dispositif noeud servant de relais pour le compte d'un second dispositif noeud est qualifié de parent, alors que, dans cette relation inter-noeud, le second dispositif noeud est qualifié d'enfant. On dit aussi que le second dispositif noeud est rattaché au premier dispositif noeud.

[0005] Un compteur électrique, qu'il soit intelligent ou pas, est utilisé principalement pour mesurer une consommation électrique d'une installation électrique. Il est connu que certains utilisateurs d'une installation électrique mettent en oeuvre des fraudes afin de diminuer la mesure de consommation électrique réalisée par le compteur électrique supervisant leur installation électrique. Des méthodes de détection de fraudes peuvent être implémentées directement dans les compteurs électriques. Or, un opérateur de fourniture d'électricité gère généralement un nombre très important de compteurs électriques. Par conséquent, ces méthodes peuvent être compliquées et coûteuses à déployer, car elles peuvent nécessiter des modifications de chaque compteur électrique. Par ailleurs, ces méthodes sont systématiques, i.e. chaque compteur électrique est modifié même si aucune fraude n'est mise en oeuvre, et ne permettent pas de cibler une partie du réseau électrique dans laquelle des fraudes sont réellement mises en oeuvre.

[0006] Il est souhaitable de pallier ces différents inconvénients de l'état de la technique.

[0007] Il est notamment souhaitable de proposer une méthode permettant de cibler des parties d'un réseau électrique dans lesquelles des fraudes sont mises en oeuvre.

[0008] Il est notamment souhaitable de fournir une solution qui soit simple à mettre en oeuvre et à faible coût.

[0009] Selon un premier aspect de la présente invention, la présente invention concerne un procédé de détection de fraudes dans un réseau de fourniture d'électricité comprenant une pluralité de compteurs électriques reliés à un concentrateur de données par des câbles d'alimentation électrique, le procédé comprenant : obtenir une mesure d'une énergie globale E_DC consommée dans le réseau de fourniture d'électricité sur une période prédéfinie ; effectuer une estimation d'une énergie cumulée E_Σ, l'énergie cumulée E_Σ résultant d'une somme d'une énergie intrinsèque globale

consommée sur la période prédéfinie par ladite pluralité de compteurs électriques, d'une énergie mesurée globale

correspondant à une somme d'énergies mesurées respectivement par les compteurs électriques pendant la période prédéfinie et d'une énergie perdue en ligne globale

représentative d'une énergie perdue dans lesdits câbles d'alimentation électrique pendant la période prédéfinie ; effectuer une comparaison de la mesure de l'énergie globale E_DC avec l'estimation de l'énergie cumulée E_Σ ; et, détecter une fraude en fonction d'un résultat de ladite comparaison.

[0010] Le procédé permet donc de détecter une fraude dans un réseau de fourniture d'électricité à distance sans modifier chaque compteur électrique du réseau.

[0011] Selon un mode de réalisation, lors de la comparaison, un ratio résultant d'une division de l'énergie cumulée E_Σ par l'énergie globale E_DC est comparé à une valeur de seuil prédéfinie, une fraude étant détectée lorsque ledit ratio est inférieur à la valeur de seuil prédéfinie.

[0012] Selon un mode de réalisation, l'énergie mesurée globale

et l'énergie perdue en ligne globale

sont calculées à partir d'informations transmises par lesdits compteurs électriques au concentrateur de données en utilisant des communications par courant porteur en ligne via le réseau de fourniture d'électricité.

[0013] Selon un mode de réalisation, une procédure d'estimation de l'énergie perdue en ligne globale

est implémentée et comprend : obtenir, de la part de chaque compteur électrique, une information représentative d'un éloignement dudit compteur électrique par rapport au concentrateur de données ; et, effectuer une estimation de l'énergie perdue en ligne globale

en utilisant lesdites informations représentatives des éloignements.

[0014] Selon un mode de réalisation, l'estimation de l'énergie perdue en ligne globale

en utilisant lesdites informations représentatives des éloignements comprend : classer chaque compteur électrique dans une classe parmi un ensemble prédéfini de classes en fonction de l'information représentative de l'éloignement dudit compteur, chaque classe étant associée à une plage de valeurs d'informations représentatives d'éloignements; estimer une énergie perdue en ligne

pour chaque classe k; et, calculer l'estimation de l'énergie perdue en ligne globale

en sommant les énergies perdues en ligne

estimées pour chaque classe k.

[0015] L'utilisation de classes permet de simplifier l'estimation de l'énergie perdue en ligne globale

[0016] Selon un mode de réalisation, chaque classe k est associée en outre à un niveau de hiérarchie, une première classe associée à une première plage ayant un niveau de hiérarchie inférieur à une deuxième classe associée à une deuxième plage lorsque la première plage est représentative d'éloignements inférieurs aux éloignements représentés par la seconde plage, et en ce que l'estimation de l'énergie perdue en ligne de chaque classe k comprend : calculer une intensité cumulée I_k pour la classe k, l'intensité cumulée I_k étant une somme d'intensités moyennes de courants électriques reçus par et provenant de chaque compteur électrique de ladite classe k pendant la période prédéfinie ; calculer une intensité intermédiaire Ĩ_k, l'intensité intermédiaire Ĩ_k étant calculée en ajoutant à l'intensité cumulée I_k l'intensité intermédiaire Ĩ_k+1 d'une classe de hiérarchie immédiatement supérieure si une telle classe de hiérarchie immédiatement supérieure existe ; obtenir un produit cumulé P_k en multipliant un carré de l'intensité intermédiaire Ĩ_k ainsi obtenue par une valeur d_k,k-1 représentative d'une distance séparant les compteurs électriques de ladite classe k des compteurs électriques de la classe de niveau de hiérarchie immédiatement inférieur ou du concentrateur de données lorsque la classe k a le niveau de hiérarchie le plus faible ; et, obtenir l'estimation de l'énergie perdue en ligne

de la classe k en multipliant le produit cumulé par une durée T de la période prédéfinie et une valeur de résistance moyenne par mètre R_moy desdits câbles d'alimentation électrique.

[0017] Selon un mode de réalisation, l'intensité cumulée I_k pour chaque classe k se calcule de la manière suivante :

où M_k est une quantité de compteurs électriques dans la classe k, E_ki est une énergie mesurée par un compteur électrique i de la classe k correspondant à une énergie consommée par une installation électrique supervisée par ledit compteur électrique i sur la période prédéfinie, U_ki est une tension moyenne mesurée par ledit compteur électrique i de la classe k sur la période prédéfinie en entrée de ladite installation électrique, cos ϕ_ki est un facteur de puissance dudit compteur électrique i de la classe k, C_moy est une puissance moyenne consommée sur la période prédéfinie par ledit compteur électrique i de la classe k et U_Mk est une moyenne de tensions mesurées par lesdits compteurs électriques compris dans la classe k sur la période prédéfinie en entrée de leurs installations électriques respectives.

[0018] Selon un mode de réalisation, l'énergie intrinsèque globale

est calculée de la manière suivante :

où S est la cardinalité de ladite pluralité de compteurs électriques.

[0019] Selon un mode de réalisation, l'énergie mesurée globale

est calculée de la manière suivante :

où K représente une quantité de classes définies dans ledit réseau.

[0020] Selon un mode de réalisation, l'information représentative d'un éloignement transmise par au moins un desdits compteurs électriques au concentrateur de données est la tension moyenne U_ki mesurée par ledit compteur électrique i de la classe k sur la période prédéfinie en entrée de ladite installation électrique, et chacune desdites plages est bornée par une borne supérieure et une borne inférieure correspondant à des pourcentages prédéfinis d'une tension moyenne maximale U_DC mesurée en entrée du réseau de fourniture d'électricité pendant la période prédéfinie.

[0021] Selon un mode de réalisation, les communications par courant porteur en ligne utilisent le protocole PRIME et l'information représentative d'un éloignement transmise par au moins un desdits compteurs électriques, dit compteur PRIME, au concentrateur de données est une valeur de niveau telle que spécifiée par le protocole PRIME correspondant à un nombre de compteurs électriques jouant un rôle de relais pour les communications par courant porteur en ligne entre les concentrateurs de données et le compteur PRIME, et chacune desdites plages est bornée par une borne supérieure et une borne inférieure correspondant à des valeurs prédéfinies de niveaux.

[0022] Selon un mode de réalisation, les communications par courant porteur en ligne utilisent le protocole G3-PLC et l'information représentative d'un éloignement transmise par au moins un desdits compteurs électriques au concentrateur de données est une valeur de coût de route telle que spécifiée par le protocole G3-PLC, et chacune desdites plages est bornée par une borne supérieure et une borne inférieure correspondant à des valeurs de coût de route prédéfinies.

[0023] Selon un deuxième aspect de l'invention, l'invention concerne un dispositif pour détecter une fraude dans un réseau de fourniture d'électricité comprenant une pluralité de compteurs électriques reliés à un concentrateur de données par des câbles d'alimentation électrique, le dispositif comprenant : des moyens d'obtention pour obtenir une mesure d'une énergie globale E_DC consommée dans le réseau de fourniture d'électricité sur une période prédéfinie ; des moyens d'estimation pour effectuer une estimation d'une énergie cumulée E_Σ, l'énergie cumulée E_Σ résultant d'une somme d'une énergie intrinsèque globale

consommée sur la période prédéfinie par ladite pluralité de compteurs électriques, d'une énergie mesurée globale

correspondant à une somme d'énergies mesurées respectivement par les compteurs électriques pendant la période prédéfinie et d'une énergie perdue en ligne globale

représentative d'une énergie perdue dans lesdits câbles d'alimentation électrique pendant la période prédéfinie ; des moyens de comparaison pour comparer la mesure de l'énergie globale E_DC avec l'estimation de l'énergie cumulée E_Σ ; et, des moyens de détection pour détecter une fraude en fonction d'un résultat de ladite comparaison.

[0024] Selon un mode de réalisation, le dispositif est le concentrateur de données ou un système d'information connecté au concentrateur de données par un réseau de communication.

[0025] Selon un troisième aspect de l'invention, l'invention concerne un programme d'ordinateur, comprenant des instructions pour mettre en oeuvre, par un dispositif, le procédé selon le premier aspect, lorsque ledit programme est exécuté par un processeur dudit dispositif.

[0026] Selon un quatrième aspect de l'invention, l'invention concerne des moyens de stockage stockant un programme d'ordinateur comprenant des instructions pour mettre en oeuvre, par un dispositif, le procédé selon le premier aspect, lorsque ledit programme est exécuté par un processeur dudit dispositif.

[0027] Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels :

• la Fig. 1 illustre schématiquement un réseau CPL sous forme d'arbre implémenté sur un réseau de fourniture d'électricité dans lequel l'invention peut être mise en oeuvre ;
• la Fig. 2 illustre schématiquement un exemple d'architecture matérielle du dispositif de traitement d'un système d'information mettant en oeuvre l'invention. ;
• la Fig. 3 illustre schématiquement un procédé de détection de fraude selon l'invention ;
• la Fig. 4 illustre schématiquement un procédé d'estimation d'une énergie cumulée selon l'invention ;
• la Fig. 5 illustre schématiquement un procédé d'estimation d'une énergie perdue en ligne globale selon l'invention ; et,
• la Fig. 6 illustre schématiquement un détail du procédé d'estimation d'une énergie perdue en ligne globale selon l'invention.

[0028] L'invention est décrite par la suite dans un contexte dans lequel un réseau de fourniture d'électricité sur lequel est implémenté un réseau CPL comprend un concentrateur de données relié à une pluralité de compteurs électriques par des câbles d'alimentation électrique. Le concentrateur de données est relié à un système d'information par un réseau de communication tel que le réseau internet, le système d'information mettant en oeuvre l'invention. Le système d'information peut alors déterminer si une fraude est en cours dans le réseau de fourniture d'électricité.

[0029] L'invention s'applique aussi dans un contexte plus large, lorsqu'un réseau de fourniture d'électricité sur lequel est implémenté un réseau CPL comprend une pluralité de concentrateurs de données, chaque concentrateur de données de ladite pluralité étant relié à une pluralité de compteurs électriques par des câbles d'alimentation électrique et l'ensemble des concentrateurs de données étant relié par un réseau de communication à un système d'information. On considère ici que la pluralité de compteurs électriques connectés à un concentrateur de données forme un sous réseau de fourniture d'électricité du réseau de fourniture d'électricité. Dans ce cas, le système d'information implémente l'invention et peut déterminer si une fraude est en cours dans le réseau de fourniture d'électricité. Le système d'information peut déterminer de plus dans quel sous réseau de fourniture d'électricité la fraude est mise en oeuvre ce qui permet de cibler où rechercher un fraudeur.

[0030] L'invention peut aussi être implémentée par un concentrateur de données. Dans ce cas, le concentrateur de données peut rapporter au système d'information qu'une fraude est en cours dans le sous réseau de fourniture d'électricité avec lequel il est connecté.

[0031] La Fig. 1 illustre schématiquement un réseau CPL sous forme d'arbre implémenté dans un réseau de fourniture d'électricité 1 dans lequel l'invention peut être mise en oeuvre.

[0032] Ledit réseau CPL comprend un concentrateur de données 12 connecté à une pluralité de compteurs électriques 130 à 139. Chaque compteur électrique supervise une installation électrique et mesure une énergie électrique consommée dans ladite installation électrique. Les compteurs électriques 130 à 132 sont reliés directement au concentrateur de données 12. Les compteurs électriques 130 et 131 servent respectivement de relai aux compteurs électriques 133 et 134 à 136. Le compteur électrique 133 sert de relai au compteur électrique 137. Le compteur électrique 139 sert de relai aux compteurs électriques 138 et 139. Les compteurs 130 à 132 n'ayant pas de compteur électrique parent (i.e. de noeud parent), ils forment un premier niveau de hiérarchie 141 correspondant au niveau de hiérarchie le plus bas. Soit k une variable représentant un niveau de hiérarchie, pour le niveau de hiérarchie le plus bas, k=1. Les compteurs électriques 133 à 136 utilisant un relai, ils forment un deuxième niveau de hiérarchie 142. Pour ce deuxième niveau de hiérarchie, k=2. Les compteurs électriques 137 à 139 utilisant deux relais, ils forment un troisième niveau de hiérarchie 143. Pour ce troisième niveau de hiérarchie, k=3. Le concentrateur de données 12 est relié à un système d'information 11 par un réseau de communication 2 tel que par exemple le réseau internet. Le système d'information 11 peut être connecté à d'autres réseaux CPL du même type que le réseau CPL décrit en relation avec la Fig. 1 par l'intermédiaire d'autres concentrateurs de données non représentés. Des communications CPL sont mises en oeuvre dans chaque réseau CPL en utilisant le protocole PRIME, G3-PLC ou d'autres protocoles de communication CPL.

[0033] Dans un mode de réalisation, l'invention est mise en oeuvre par un module de traitement 110 du système d'information 11.

[0034] Dans un mode de réalisation, l'invention est mise en oeuvre par un module de traitement compris dans le concentrateur de données 12. Dans ce cas, le concentrateur de données 12 transmet des alertes de détection de fraude au système d'information 11 en cas de détection d'une fraude dans le réseau de fourniture d'électricité 1.

[0035] La Fig. 2 illustre schématiquement un exemple d'architecture matérielle du module de traitement 110 du système d'information 11 mettant en oeuvre l'invention.

[0036] Selon l'exemple d'architecture matérielle représenté à la Fig. 2, le module de traitement 110 comprend alors, reliés par un bus de communication 1100 : un processeur ou CPU (« Central Processing Unit » en anglais) 1101 ; une mémoire vive RAM (« Random Access Memory » en anglais) 1102 ; une mémoire morte ROM (« Read Only Memory » en anglais) 1103 ; une unité de stockage telle qu'un disque dur ou un lecteur de support de stockage, tel qu'un lecteur de cartes SD (« Secure Digital » en anglais) 1104 ; au moins une interface de communication 1105 permettant au module de traitement 110 de recevoir des informations du concentrateur de données 12, ces informations ayant été transmises au concentrateur de données 12 par les compteurs électriques 130 à 139.

[0037] Le processeur 1101 est capable d'exécuter des instructions chargées dans la RAM 1102 à partir de la ROM 1103, d'une mémoire externe (non représentée), d'un support de stockage (tel qu'une carte SD), ou d'un réseau de communication. Lorsque le module de traitement 110 est mis sous tension, le processeur 1101 est capable de lire de la RAM 1102 des instructions et de les exécuter. Ces instructions forment un programme d'ordinateur causant la mise en oeuvre, par le processeur 1101, de tout ou partie du procédé décrit ci-après en relation avec les Figs. 3 à 6.

[0038] Le procédé décrit ci-après en relation avec les Figs. 3 à 6 peut être implémenté sous forme logicielle par exécution d'un ensemble d'instructions par une machine programmable, par exemple un DSP (« Digital Signal Processor » en anglais) ou un microcontrôleur, ou être implémentées sous forme matérielle par une machine ou un composant dédié, par exemple un FPGA (« Field-Programmable Gate Array » en anglais) ou un ASIC (« Application-Specific Integrated Circuit » en anglais).

[0039] La Fig. 3 illustre schématiquement un procédé de détection de fraudes selon l'invention mis en oeuvre par le module de traitement 110.

[0040] Dans une étape 31, le module de traitement 110 du système d'information 11 obtient du concentrateur de données 12, une mesure d'une énergie globale E_DC consommée dans le réseau de fourniture d'électricité sur une période prédéfinie. La mesure de l'énergie globale E_DC a été mesurée par le concentrateur de données 12 en entrée du réseau de fourniture d'électricité 1. L'énergie globale E_DC correspond aux énergies électriques effectivement consommées dans le réseau de fourniture d'électricité 1 sur la période prédéfinie, i.e. toutes les énergies consommées dans le réseau de fourniture d'électricité lui-même, par exemple du fait de pertes en ligne dans des câbles d'alimentation électrique reliant les compteurs électriques 130 à 139 au concentrateur de données 12, l'énergie consommée dans chaque compteur 130 à 139 pour son fonctionnement que nous appelons par la suite énergie intrinsèque du compteur, et l'énergie consommée dans les installations électriques supervisées par les compteurs électriques 130 à 139.

[0041] Dans une étape 32, le module de traitement 110 effectue une estimation d'une énergie cumulée E_Σ. L'énergie cumulée E_Σ résulte d'une somme d'une énergie intrinsèque globale

consommée sur la période prédéfinie par ladite pluralité de compteurs électriques, d'une énergie mesurée globale

correspondant à une somme d'énergies mesurées respectivement par les compteurs électriques pendant la période prédéfinie et d'une énergie perdue en ligne globale

représentative d'une énergie perdue dans lesdits câbles d'alimentation électrique pendant la période prédéfinie. On note que la terminologie « énergie mesurée » est synonyme de la terminologie « énergie active » couramment employée dans le domaine de l'électricité.

[0042] Dans une étape 33, le module de traitement 110 effectue une comparaison de la mesure de l'énergie globale E_DC avec l'estimation de l'énergie cumulée E_Σ. Dans un mode de réalisation, le module de traitement 110 calcule un ratio R correspondant à une division de l'énergie cumulée E_Σ par l'énergie globale E_DC.

[0043] Le ratio R est ensuite comparé à une valeur de seuil prédéfinie.

[0044] Dans une étape 34, le module de traitement 110 détecte une fraude en fonction d'un résultat de la comparaison. Une fraude est détectée lorsque le ratio R est inférieur à la valeur de seuil prédéfinie. On considère par exemple qu'un ratio inférieur à un seuil égal à 95% indique qu'une fraude est en cours dans le réseau de fourniture d'électricité 1.

[0045] La Fig.4 illustre schématiquement un procédé d'estimation de l'énergie cumulée E_Σ.

[0046] Dans une étape 320, le module de traitement 110 estime l'énergie intrinsèque globale

L'énergie intrinsèque globale

correspond à une somme d'énergies intrinsèques consommées par chaque compteur électrique 130 à 139 pour son fonctionnement sur la période prédéfinie. L'énergie intrinsèque globale

est calculée de la manière suivante :

où T est une durée de la période prédéfinie, S est la cardinalité de la pluralité de compteurs électriques 130 à 139, ici S=10, et C_moy est une puissance moyenne consommée sur la période prédéfinie par un compteur de ladite pluralité de compteurs électriques 130 à 139. Dans un mode de réalisation, la cardinalité S et la puissance moyenne C_moy sont connues par le système d'information 11. Dans un mode de réalisation, la puissance moyenne C_moy est connue du module de traitement 110.

[0047] Dans une étape 321, le module de traitement 110 calcule l'énergie mesurée globale

L'énergie mesurée globale

est calculée de la manière suivante :

où E_n est une énergie mesurée par un compteur électrique d'indice n de la pluralité de compteurs électriques 130 à 139. Par exemple, les compteurs électriques 130, 131, 132, 133, 134, 135, 136, 137, 138, 139 ont respectivement un indice n égal à 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10. L'énergie mesurée E_n correspond à l'énergie consommée par l'installation électrique supervisée par le compteur électrique d'indice n et mesurée par le compteur d'indice n. Dans un mode de réalisation, le compteur électrique 130 (respectivement 131 à 139) transmet une information représentative de l'énergie mesurée E₁ (E_n avec respectivement n=2 à 10) qu'il mesure au concentrateur de données 12 en utilisant des communications CPL basées, par exemple, sur le protocole PRIME ou le protocole G3-PLC. Ces informations représentatives des énergies mesurées E_n sont ensuite transmises au système d'information 11 en envoyant, par exemple, des requêtes HTTP (protocole de transfert hypertexte, « HyperText Transfer Protocol » en terminologie anglo-saxonne) par le réseau de communication 2.

[0048] Dans une étape 322, le module de traitement 110 estime l'énergie perdue en ligne globale

L'énergie perdue en ligne globale

correspond à des pertes en lignes dans le réseau de fourniture d'électricité 1. Les câbles d'alimentation électrique n'ont pas une résistance nulle. La résistance des câbles d'alimentation électrique est la cause principale des pertes en lignes dans les réseaux de fourniture d'électricité. On connaît en général une résistance moyenne par mètre des câbles d'alimentation électrique, notée R_moy par la suite. La résistance d'un câble d'alimentation électrique dépend donc d'une longueur de ce câble. Nous décrivons par la suite en relation avec les Figs. 5 et 6, un procédé d'estimation de l'énergie perdue en ligne globale

[0049] La Fig. 5 illustre schématiquement un procédé d'estimation d'une énergie perdue en ligne globale

[0050] Dans une étape 3221, le module de traitement 110 obtient de la part de chaque compteur électrique 130 à 139, une information représentative d'un éloignement dudit compteur électrique par rapport au concentrateur de données 12.

[0051] Selon un mode de réalisation, une tension moyenne U_n mesurée pendant la période prédéfinie en entrée d'un compteur électrique d'indice n est une information représentative d'un éloignement dudit compteur électrique d'indice n par rapport au concentrateur de données 12 lorsqu'elle est comparée à une tension maximale moyenne U_DC mesurée en entrée du réseau de fourniture d'électricité 1 pendant la période prédéfinie. Dans ce mode de réalisation, au moins un compteur électrique parmi les compteurs électriques 130 à 139 transmet au moins une tension moyenne U_n qu'il a mesurée au concentrateur de données 12 par communication CPL. Cette tension moyenne U_n est ensuite transmise au système d'information 11 par exemple en utilisant une requête HTTP afin qu'il puisse déterminer l'éloignement dudit compteur.

[0052] Dans une étape 3222, le module de traitement 3222 effectue une estimation de l'énergie perdue en ligne globale

en utilisant lesdites informations représentatives des éloignements selon un procédé que nous décrivons en relation avec la Fig. 6.

[0053] Dans un mode de réalisation, le protocole PRIME est utilisé pour les communications CPL entre au moins un compteur électrique d'indice n parmi les compteurs électriques 130 à 139. Le protocole PRIME permet à un compteur électrique de fournir à un concentrateur de données une information représentative de son éloignement par rapport audit concentrateur de données sous forme d'un niveau de hiérarchie (« level » en terminologie anglo-saxonne). Chaque niveau de hiérarchie dépend d'un nombre de relais utilisés par le compteur électrique pour communiquer avec le concentrateur de données. Ainsi, un compteur électrique qui n'utilise aucun relai pour communiquer avec le concentrateur de données possède un niveau de hiérarchie égal à « 1 ». Le niveau de hiérarchie d'un compteur électrique est incrémenté de 1 pour chaque relai utilisé pour communiquer avec le concentrateur de données 12. Par exemple, le compteur électrique 131 possède un niveau de hiérarchie égal à « 1 », alors que le compteur électrique 138 possède un niveau de hiérarchie égal à « 3 ». Dans ce mode de réalisation, le niveau de hiérarchie d'un compteur électrique est considéré comme une information représentative d'un éloignement du compteur électrique par rapport au concentrateur de données 12. En effet, dans ce mode de réalisation, le système d'information est capable de faire un lien entre le niveau de hiérarchie d'un compteur électrique et un éloignement du compteur électrique par rapport au concentrateur de données 12. Le niveau de hiérarchie du compteur est ensuite transmis au système d'information 11 par exemple en utilisant une requête HTTP, afin qu'il puisse déterminer l'éloignement dudit compteur.

[0054] Dans un mode de réalisation, le protocole G3-PLC est utilisé pour les communications CPL entre au moins un compteur électrique d'indice n parmi les compteurs électriques 130 à 139. Le protocole G3-PLC utilise une méthode de routage dans le réseau CPL basé sur une estimation de coût de route (« route cost » en terminologie anglo-saxonne). Un compteur électrique devant communiquer avec le concentrateur de données 12 doit déterminer une meilleure route dans le réseau de fourniture d'électricité 1 pour communiquer avec le concentrateur de données 12. Pour ce faire, des coûts de route sont estimés entre le compteur électrique et le concentrateur de données 12 et la route correspondant au coût de route le plus faible est choisie pour communiquer entre le compteur électrique et le concentrateur de données 12. Lors de la détermination de la meilleure route entre le compteur électrique et le concentrateur de données 12, le concentrateur de données 12 a la connaissance du coût de la meilleure route. Dans ce mode de réalisation, le coût de la meilleure route est considéré comme représentatif d'un éloignement du compteur électrique par rapport au concentrateur de données 12. En effet, dans ce mode de réalisation, le système d'information est capable de faire un lien entre le coût de la meilleure route et un éloignement du compteur électrique par rapport au concentrateur de données 12. Le coût de la meilleure route est ensuite transmis au système d'information 11, par exemple en utilisant une requête HTTP, afin qu'il puisse déterminer l'éloignement dudit compteur.

[0055] La Fig. 6 illustre schématiquement un détail du procédé d'estimation d'une énergie perdue en ligne globale

correspondant à l'étape 3222.

[0056] Dans une étape 32220, le module de traitement 110 classe chaque compteur électrique 130 à 139 dans une classe parmi un ensemble prédéfini de classes de compteurs électriques en fonction de l'information représentative de l'éloignement dudit compteur. Chacune desdites classes est associée à une plage de valeurs d'informations représentatives d'éloignements. Dans le mode de réalisation basé sur une utilisation d'une information représentative d'un éloignement sous forme d'une tension moyenne U_n, le module de traitement 110 calcule un ratio

Les bornes de chaque classe prédéfinie sont des pourcentages prédéfinis de la tension moyenne maximale U_DC. Le module de traitement 110 compare alors le ratio

auxdits pourcentages prédéfinis pour déterminer l'éloignement dudit compteur. Par exemple, lorsque

le compteur électrique est considéré comme appartenant à une classe de niveau « 1 ». Lorsque

compteur électrique est considéré comme appartenant à une classe de niveau « 2 ». Lorsque

94% le compteur électrique est considéré comme appartenant à une classe de niveau « 3 ». Lorsque

le compteur électrique est considéré comme appartenant à une classe de niveau « 4 ». Par la suite nous notons k le niveau d'une classe, et une classe de niveau k est appelée classe k. Tous les compteurs électriques classés dans une même classe sont considérés à la même distance du concentrateur de données 12, i.e. les compteurs électriques d'une même classe sont associés à une même valeur d'éloignement. Dans l'exemple décrit en relation avec la Fig. 1, les compteurs électriques 130 à 132 sont dans la classe « 1 », les compteurs électriques 133 à 136 sont dans la classe « 2 » et les compteurs électriques 137 à 139 sont dans la classe « 3 ».

[0057] Dans des étapes 32221 à 32223, le module de traitement 110 estime une énergie perdue en ligne

pour chaque classe k.

[0058] Lors de l'étape 32221, le module de traitement 110 calcule une intensité cumulée I_k pour la classe k. L'intensité cumulée I_k étant une somme d'intensités moyennes de courants électriques reçus par et provenant de chaque compteur électrique de ladite classe k pendant la période prédéfinie.

[0059] L'intensité cumulée I_k pour chaque classe k se calcule de la manière suivante :

où M_k est une quantité de compteurs électriques dans la classe k, E_ki est une énergie mesurée par un compteur électrique i de la classe k correspondant à l'énergie consommée par l'installation électrique supervisée par ledit compteur électrique i sur la période prédéfinie, U_ki est une tension moyenne mesurée par ledit compteur électrique i de la classe k sur la période prédéfinie en entrée de ladite installation électrique, cos ϕ_ki est un facteur de puissance dudit compteur électrique i de la classe k, C_moy est une puissance moyenne consommée sur la période prédéfinie par ledit compteur électrique i de la classe k et U_Mk est une moyenne de tensions mesurées par lesdits compteurs électriques compris dans la classe k sur la période prédéfinie en entrée de leurs installations électriques respectives. On remarque que l'intensité cumulée I_k est une somme d'un premier terme

et d'un second terme

Le premier terme correspond à une somme d'intensités moyennes de courants électriques reçus par chaque compteur électrique de la classe k. Le second terme correspond à une somme d'intensités moyennes de courants électriques provenant de chaque compteur électrique de la classe k, c'est-à-dire provenant de la consommation intrinsèque à chaque compteur électrique de la classe k. On note que chaque énergie mesurée E_ki correspond à une énergie mesurée E_n mentionnée ci-dessus en relation avec l'étape 321, seuls les indices changent, l'indice k_i étant une représentation par classe, n étant une représentation dans la pluralité de compteurs électriques.

[0060] On pourrait donc calculer l'énergie mesurée globale

de la manière suivante :

[0061] De manière similaire, chaque tension moyenne U_ki correspond à une tension moyenne U_n mentionnée en relation avec l'étape 32221, seuls les indices changent, l'indice k_i étant une représentation par classe, n étant une représentation dans la pluralité de compteurs électriques. Le facteur de puissance cos ϕ_ki est considéré connu par le système d'information 11. Le facteur de puissance cos ϕ_ki est mesuré par chaque compteur électrique qui le transmet au système d'information 11 via le concentrateur de données 12.

[0062] Dans l'étape 32222, le module de traitement 110 calcule une intensité intermédiaire Ĩ_k pour chaque classe k. L'intensité intermédiaire Ĩ_k est calculée en ajoutant à l'intensité cumulée I_k l'intensité intermédiaire Ĩ_k+1 de la classe de hiérarchie immédiatement supérieure si une telle classe de hiérarchie immédiatement supérieure existe. L'intensité intermédiaire Ĩ_k+1 est donc calculée avant l'intensité intermédiaire Ĩ_k. Par exemple :

[0063] Dans l'étape 32223, le module de traitement calcule pour chaque classe, un produit cumulé P_k en multipliant un carré de l'intensité intermédiaire Ĩ_k (i.e. l'intensité intermédiaire Ĩ_k mise à la puissance « 2 ») ainsi obtenue par une valeur d_k,k-1 représentative d'une distance séparant les compteurs électriques de ladite classe k des compteurs électriques de la classe k-1 ou du concentrateur de données 12 lorsque la classe k a le niveau de hiérarchie le plus faible, i.e. lorsque k=1.

[0064] Par exemple :





d_1,0 étant une distance séparant les compteurs électriques de la classe « 1 » du concentrateur de données 12.

[0065] Dans un mode de réalisation, le système d'information 11 connaît les distances d_k,k-1. Ces informations sont liées à la topologie du réseau et sont fournies par l'opérateur de fourniture d'électricité, ou déduites par un gestionnaire du réseau de fourniture d'électricité (1) d'informations fournies par l'opérateur de fourniture d'électricité.

[0066] Dans l'étape 32224, le module de traitement 110 obtient l'estimation de l'énergie perdue en ligne

de la classe k en multipliant le produit cumulé par une durée T de la période prédéfinie et une valeur de résistance moyenne par mètre R_moy desdits câbles d'alimentation électrique. La résistance moyenne par mètre R_moy est connue du système d'information 11.

[0067] Par exemple :

[0068] Dans une étape 32225, le module de traitement 110 calcule l'estimation de l'énergie perdue en ligne globale

en sommant les énergies perdues en ligne

estimées pour chaque classe k.

[0069] Par exemple :

[0070] Dans le mode de réalisation basé sur une utilisation du protocole PRIME pour les communications CPL entre un compteur électrique de la pluralité de compteurs électriques et le concentrateur de données 12, l'information représentative d'un éloignement est transmise sous forme d'une valeur de niveau L_n. Les bornes de chaque plage prédéfinie sont des valeurs de niveau prédéfinies. Le module de traitement 110 compare alors la valeur de niveau L_n auxdites valeurs de niveau prédéfinies pour déterminer l'éloignement dudit compteur. Par exemple, lorsque L_n ≤ 1 le compteur électrique est considéré comme appartenant à la classe « 1 ». Lorsque 1 < L_n ≤ 3,1e compteur électrique est considéré comme appartenant à la classe « 2 ». Lorsque 3 < L_n ≤ 5, le compteur électrique est considéré comme appartenant à la classe « 3 ». Lorsque 5 < L_n, le compteur électrique est considéré comme appartenant à la classe « 4 ».

[0071] Dans le mode de réalisation basé sur une utilisation du protocole G3-PLC pour les communications CPL entre un compteur électrique de la pluralité de compteurs électriques et le concentrateur de données 12, l'information représentative d'un éloignement est transmise sous forme d'un coût de route CR_n. Les bornes de chaque plage prédéfinie sont des coûts de route prédéfinis. Le module de traitement 110 compare alors la valeur de niveau CR_n auxdits coûts de route prédéfinis pour déterminer l'éloignement dudit compteur. Par exemple, lorsque CR_n ≤ 20, le compteur électrique est considéré comme appartenant à la classe « 1 ». Lorsque 20 < CR_n ≤ 50, le compteur électrique est considéré comme appartenant à la classe « 2 ». Lorsque 50 < CR_n ≤ 100, le compteur électrique est considéré comme appartenant à la classe « 3 ». Lorsque 100 < CR_n, le compteur électrique est considéré comme appartenant à la classe « 4 ».

Revendications

1. Procédé de détection de fraudes dans un réseau de fourniture d'électricité (1) comprenant une pluralité de compteurs électriques (130, 131, 132, 133, 134, 135, 136, 137, 138, 139) reliés à un concentrateur de données (12) par des câbles d'alimentation électrique, caractérisé en ce que le procédé comprend :

obtenir (31) une mesure d'une énergie globale E_DC consommée dans le réseau de fourniture d'électricité sur une période prédéfinie ;

effectuer une estimation (32) d'une énergie cumulée E_Σ, l'énergie cumulée E_Σ résultant d'une somme d'une énergie intrinsèque globale

consommée sur la période prédéfinie par ladite pluralité de compteurs électriques, d'une énergie mesurée globale

correspondant à une somme d'énergies mesurées respectivement par les compteurs électriques pendant la période prédéfinie et d'une énergie perdue en ligne globale

représentative d'une énergie perdue dans lesdits câbles d'alimentation électrique pendant la période prédéfinie, une procédure d'estimation de l'énergie perdue en ligne globale

étant implémentée et comprenant : obtenir (3221), de la part de chaque compteur électrique, une information représentative d'un éloignement dudit compteur électrique par rapport au concentrateur de données (12) ; et, effectuer une estimation (3222) de l'énergie perdue en ligne globale

en utilisant lesdites informations représentatives des éloignements ;

effectuer une comparaison (33) de la mesure de l'énergie globale E_DC avec l'estimation de l'énergie cumulée E_Σ ; et,

détecter (34) une fraude en fonction d'un résultat de ladite comparaison.

2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que, lors de la comparaison, un ratio résultant d'une division de l'énergie cumulée E_Σ par l'énergie globale E_DC est comparé à une valeur de seuil prédéfinie, une fraude étant détectée lorsque ledit ratio est inférieur à la valeur de seuil prédéfinie.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'énergie mesurée globale

et l'énergie perdue en ligne globale

sont calculées à partir d'informations transmises par lesdits compteurs électriques au concentrateur de données (12) en utilisant des communications par courant porteur en ligne via le réseau de fourniture d'électricité (1).

4. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que l'estimation (3222) de l'énergie perdue en ligne globale

en utilisant lesdites informations représentatives des éloignements comprend :

classer (32220) chaque compteur électrique dans une classe parmi un ensemble prédéfini de classes en fonction de l'information représentative de l'éloignement dudit compteur, chaque classe étant associée à une plage de valeurs d'informations représentatives d'éloignements;

estimer (32221, 32222, 32223, 32224) une énergie perdue en ligne

pour chaque classe k; et,

calculer (32225) l'estimation de l'énergie perdue en ligne globale

en sommant les énergies perdues en ligne

estimées pour chaque classe k.

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque classe k est associée en outre à un niveau de hiérarchie, une première classe associée à une première plage ayant un niveau de hiérarchie inférieur à une deuxième classe associée à une deuxième plage lorsque la première plage est représentative d'éloignements inférieurs aux éloignement représentés par la seconde plage, et en ce que l'estimation de l'énergie perdue en ligne de chaque classe k comprend :

calculer (32221) une intensité cumulée I_k pour la classe k, l'intensité cumulée I_k étant une somme d'intensités moyennes de courants électriques reçus par et provenant de chaque compteur électrique de ladite classe k pendant la période prédéfinie ;

calculer (32222) une intensité intermédiaire Ĩ_k, l'intensité intermédiaire Ĩ_k étant calculée en ajoutant à l'intensité cumulée I_k l'intensité intermédiaire Ĩ_k+1 d'une classe de hiérarchie immédiatement supérieure si une telle classe de hiérarchie immédiatement supérieure existe ;

obtenir (32223) un produit cumulé P_k en multipliant un carré de l'intensité intermédiaire Ĩ_k ainsi obtenue par une valeur d_k,k-1 représentative d'une distance séparant les compteurs électriques de ladite classe k des compteurs électriques de la classe de niveau de hiérarchie immédiatement inférieur ou du concentrateur de données (12) lorsque la classe k a le niveau de hiérarchie le plus faible ; et,

obtenir (32224) l'estimation de l'énergie perdue en ligne

de la classe k en multipliant le produit cumulé par une durée T de la période prédéfinie et une valeur de résistance moyenne par mètre R_moy desdits câbles d'alimentation électrique.

6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'intensité cumulée I_k pour chaque classe k se calcule de la manière suivante :

où M_k est une quantité de compteurs électriques dans la classe k, E_ki est une énergie mesurée par un compteur électrique i de la classe k correspondant à une énergie consommée par une installation électrique supervisée par ledit compteur électrique i sur la période prédéfinie, U_ki est une tension moyenne mesurée par ledit compteur électrique i de la classe k sur la période prédéfinie en entrée de ladite installation électrique, cos ϕ_ki est un facteur de puissance dudit compteur électrique i de la classe k, C_moy est une puissance moyenne consommée sur la période prédéfinie par ledit compteur électrique i de la classe k et U_Mk est une moyenne de tensions mesurées par lesdits compteurs électriques compris dans la classe k sur la période prédéfinie en entrée de leurs installations électriques respectives.

7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'énergie intrinsèque globale

est calculée de la manière suivante :

où S est la cardinalité de ladite pluralité de compteurs électriques.

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'énergie mesurée globale

est calculée de la manière suivante :

où K représente une quantité de classes définies dans ledit réseau.

9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que l'information représentative d'un éloignement transmise par au moins un desdits compteurs électriques au concentrateur de données (12) est la tension moyenne U_ki mesurée par ledit compteur électrique i de la classe k sur la période prédéfinie en entrée de ladite installation électrique, et chacune desdites plages est bornée par une borne supérieure et une borne inférieure correspondant à des pourcentages prédéfinis d'une tension moyenne maximale U_DC mesurée en entrée du réseau de fourniture d'électricité (1) pendant la période prédéfinie.

10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que les communications par courant porteur en ligne utilisent le protocole PRIME et l'information représentative d'un éloignement transmise par au moins un desdits compteurs électriques, dit compteur PRIME, au concentrateur de données (12) est une valeur de niveau telle que spécifiée par le protocole PRIME correspondant à un nombre de compteurs électriques jouant un rôle de relais pour les communications par courant porteur en ligne entre le concentrateurs de données (12) et le compteur PRIME, et chacune desdites plages est bornée par une borne supérieure et une borne inférieure correspondant à des valeurs prédéfinies de niveaux.

11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que les communications par courant porteur en ligne utilisent le protocole G3-PLC et l'information représentative d'un éloignement transmise par au moins un desdits compteurs électriques au concentrateur de données (12) est une valeur de coût de route telle que spécifiée par le protocole G3-PLC, et chacune desdites plages est bornée par une borne supérieure et une borne inférieure correspondant à des valeurs de coût de route prédéfinies.

12. Dispositif pour détecter une fraude dans un réseau de fourniture d'électricité (1) comprenant une pluralité de compteurs électriques (130, 131, 132, 133, 134, 135, 136, 137, 138, 139) reliés à un concentrateur de données (12) par des câbles d'alimentation électrique, caractérisé en ce que le dispositif comprend :

des moyens d'obtention (31) pour obtenir une mesure d'une énergie globale E_DC consommée dans le réseau de fourniture d'électricité (1) sur une période prédéfinie ;

des moyens d'estimation (32) pour effectuer une estimation d'une énergie cumulée E_Σ, l'énergie cumulée E_Σ résultant d'une somme d'une énergie intrinsèque globale

consommée sur la période prédéfinie par ladite pluralité de compteurs électriques, d'une énergie mesurée globale

correspondant à une somme d'énergies mesurées respectivement par les compteurs électriques pendant la période prédéfinie et d'une énergie perdue en ligne globale

représentative d'une énergie perdue dans lesdits câbles d'alimentation électrique pendant la période prédéfinie, des moyens d'estimation de l'énergie perdue en ligne globale

étant utilisés et comprenant : des moyens d'obtention (3221) pour obtenir, de la part de chaque compteur électrique, une information représentative d'un éloignement dudit compteur électrique par rapport au concentrateur de données (12) ; et, des moyen d'estimation (3222) pour estimer l'énergie perdue en ligne globale

en utilisant lesdites informations représentatives des éloignements ;

des moyens de comparaison (33) pour comparer la mesure de l'énergie globale E_DC avec l'estimation de l'énergie cumulée E_Σ ; et,

des moyens de détection (34) pour détecter une fraude en fonction d'un résultat de ladite comparaison.

13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que le dispositif est le concentrateur de données (12) ou un système d'information (11) connecté au concentrateur de données (12) par un réseau de communication (2).

14. Programme d'ordinateur, caractérisé en ce qu'il comprend des instructions pour mettre en oeuvre, par un dispositif (11, 12), le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, lorsque ledit programme est exécuté par un processeur (1101) dudit dispositif (11, 12).

15. Moyens de stockage, caractérisés en ce qu'ils stockent un programme d'ordinateur comprenant des instructions pour mettre en oeuvre, par un dispositif (11, 12), le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, lorsque ledit programme est exécuté par un processeur (1101) dudit dispositif (11, 12).

Dessins